ВОЗВРАТ                                             

 
      
Март 2009, №3        
   
 
Открытие Америки________________     
Лев Борщевский       
 
Нобелевский "дубль                                                        
                 

            Стоит произнести его имя - и осведомленный собеседник не упустит случай добавить: «А этот самый, кто единственным из всех физиков дважды получил Нобеля».
             Да, Джон Бардин действительно уникум. Оба раза он становился нобелевским лауреатом за научные достижения поистине эпохальной значимости: первый раз в 1956 году - за создание транзистора в соавторстве с Уолтером Бриттеном и Уильямом Шокли.
  Вторично, шестнадцать лет спустя - за развитие теории свехпроводимости (совместно с Робертом Шриффером и Леоном Купером).
 
            Несмотря на то, что фамилия ученого может показаться русской, это созвучие случайно: никаких корней в России не было. Джон Барин родился в Мэдисоне. штат Висконсин, в 1908 году в интеллигентной семье: отец - профессор анатомии, декан Медицинской школы Висконсинского университета; мать - художница.
          
  Родители исходили из того, что главное в воспитании ребенка - развивать его интеллект. Математической логике мальчика обучили еше до того, как он пошел в школу. Джон проходил обучение в школе ускоренными темпами: перескочил после третьего класса сразу в седьмой, в десять лет получил разрешение заниматься алгеброй, и каждый год неизменно заканчивал первым учеником.
            
 Поступив в Висконсинский университет, он стал готовиться к карьере инженера- электротехника, углубленно изучал математику и физику. Науки по-прежнему давались ему легко: степень баккалавра получена в 20 лет. Год спустя он защищает магистерскую диссертацию. Университетское образование открыло дорогу в престижную корпорацию Gulf Research and Development. Работа в передовой по тем временам области - поиск залежей нефти геофизическими методами.
          
 Но хотя платили хорошо (три тысячи в год во времена Великой Депрессии считались весьма приличной зарплатой), Бардин испытывал чувство неудовлетворенности - ведь занимался не тем, к чему влекло. А влекло к фундаментальным теоретическим исследованиям. Так что в конце концов он уходит из корпорации и едет в Принстон, чтобы написать докторскую диссертацию под руководством Юджина Вигнера, который считался крупнейшим в мире авторитетом в области приложения квантовой механики к физике твердого тела. Бардина особенно интересует поведение электронов в металлах. Исследования прервала Вторая мировая война, во время которой он работал для морского флота, изучая магнитные поля военных кораблей.
           
 После победы ученый получил предложение, которое круто изменило его судьбу: ему пригласили работать в лаборатории Bell Telephone в Нью Джерси. Причина, побудившая согласиться, была весьма прозаическая: академического жалования не хватало, чтобы прокормить семью. В 1938 году он женился, и к 1945 году у Бардиных росли уже трое детей.
             На новом месте его ждала удача: в лаборатории Джон познакомился с Бриттеном и Шокли, давно занимавшимися изучением свойств полупроводников. Многих физиков не устраивали существовавшие в то время электронные системы, которые полностью зависели от ваккумных трубок- громоздких, хрупких и очень энергоемких.
          
 Бриттен и Шокли, как и некоторые их коллеги, видели решение проблемы в использовании полупроводников - материалов, проводящих электрический ток лучше, чем резина или пластик, но хуже, чем медь и серебро.
           
 Шокли уже добился кое-каких практических результатов, когда его поиски прервала война. А главное - не было основополагающей идеи, без которой частичные, случайные успехи не имели ценности. В этом-то как раз и был силен вовремя подоспевший Бардин - в теории.
           
 В сложившемся трио все участники удачно дополняли друг друга, и после трех лет поисков достигли колоссального прогресса: в 1948 году была разработана и реально воплощена в жизнь модель работающего транзистора. Это открытие, как известно, произвело переворот в электронике и открыло дорогу к быстрой миниатюризации электронно-вычислительных машин. Трое ученых стали Нобелевскими лауреатами в 1956 году.
          
 Творческий союз, однако распался еще до получения этой награды, в начале
пятидесятых годов. В то время Бардин принял назначение профессором Иллинойского университета. Его влекла проблема сверхпроводимости, которой заинтересовался еще в студенческие годы, но все руки не доходили.
         
 Явление было описано в 1911 году физиком Хейке Каммерлинг- Оннесом. Голландец обратил внимание на то, что некоторые металлы, охлажденные до температуры, близкой к абсолютному нулю, теряют всякую сопротивляемость к электрическому току. Этот феномен был интересен в теории, а на практике сулил революцию в электронике.
        
 Ведь при прохождении тока огромное количество энергии теряется из-за сопротивления. Устраните эту причину - и потери исчезнут. Каммерлинг-Оннес не добился практических результатов, поскольку современная ему техника не позволяла получать низкие температуры, необходимые для эффекта сверхпроводимости.
             К началу 50-х годов прошлого века ситуация изменилась.
             Бардин взял в свою исследовательскую группу Леона Купера и Роберта Шриффера - совсем молодого человека, только что со студенческой скамьи. Купер получил кое-какие интересные данные, наблюдая, как электрон, движущися через кристалл, слегка деформирует среду и прокладываект дорогу второму электрону (так называемые «пары Купера»). Шриффер провел тщательный математический анализ и разработал методику. Бардин сформулировал фундаментальную теорию сверхпроводимости, которая по первым буквам фамилий разработчиков получила название «BCS теория».
          
 Открытие, за которое присуждена Нобелевская премия 1972 года, имело важные практические последстия. Прежде всего для компьютерной техники: сверхпроводимость
позволяет выполнять операции с гораздо большей скоростью. Есть и другие перспективные направления - например, поезда на воздушной подушке, для которых можно производить недорогие магниты из сверхпроводящих материалов.
  Джон Бардин до преклонных лет продолжал заниматься теоретической физикой. Он умер в Бостоне 30 января 1991 года от
сердечного приступа, уйдя из этого мира единственным дважды нобелевским лауреатом и оставив учеников, которым еще на много лет хватит работы, чтобы продолжить исследования, начатые этим корифеем физики ХХ века.
                                                                                              
        ©Л.Борщевский

                  Предыдущие публикации и об авторе - в Тематическом Указателе в разделах                                                     "Хроники Старого Света" и "Открытие Америки"
НАЧАЛО                                                                                                        ВОЗВРАТ